复杂回转面铣刀数控成形研究

复杂回转面铣刀数控成形研究

摘     要

    硬质合金旋转锉是外形比较复杂的回转面刀具，是钳工机械化不可缺少的工具，用于精加工各种形状的金属模控。旋转锉尺寸较小，刀齿较密，刀槽较浅，后刀面上无刃带，每个刀槽两侧的前后刀面是在同一次行程中磨削出来的，因此砂轮与工件的相对运动需满足较复杂的几何关系，需要多坐标联动的数控机床才能实现。本论文介绍了本课题在国内外领域的相关研究与加工旋转锉的数控机床，并研究旋转锉的刀刃曲线的数学模型、加工坐标系的设置，通过运动分析的方法得出了旋转锉不同坐标联动方式下的刃磨运动模型，并且结合实际标准刀具导出相关数控加工程序。此外，本文结合实际刃磨验证及计算机仿真对刃磨过程中的干涉问题进行了讨论。

关键词：旋转锉  数控成形   运动模型  复杂回转面

 

Complex surface milling nc forming 

 Abstract

     Carbide rotating file is an  more complex shape face and indispensable tool for benchwork mechanization,used for machining of various shapes metal mould. Rotating file's size is smaller, cutter tooth is shallow, there is no blade knife surface after rear face.Every knife knife on both sides of the slot and at the same time in the schedule of grinding.Therefore wheel and the relative motion of the workpiece to satisfy more complex geometric relations,needed more coordinates of CNC machine can realize.This paper introduces the subject areas of research  with CNC machining of rotary at home and abroad,Rotary study the mathematical model of edge curve and processing system Settings,through the analysis method of burrs I obtain grinding motion model under different coordinates ,and Export related CNC programming Combined with practical standard tools.In addition, the paper combining with actual  computer simulation and verification in the process of interference problems are discussed.

Keywords：rotary file   Nc forming    Motion Models   Complex rotary surface 

 

目   录

中文摘要 i

英文摘要 ii

目录 iii

绪论 1

         1.1  本课题领域国内外发展动态及存在问题 1

         1.2  本课题研究的主要内容 1

旋转锉的特征与加工机床 3

         2.1  旋转锉的形状特征及几何参数 3

         2.2  常用的工具磨床的类型 5

刀刃曲线数学模型 7

         3.1  直刃的数学模型 7

         3.2  等螺旋角螺旋线的数学模型 8

      3.2.1  圆锥面上的等螺旋角刀刃曲线 9 

      3.2.2  球形回转面上的等螺旋角刀刃曲线 10

      3.2.3  弧形回转面上的等螺旋角刀刃曲线 10

   3.3  平面刀刃曲线的数学模型 12

第四章  刀刃线的计算 16

   4.1  圆柱形直刃旋转锉 16

   4.2  圆柱形螺旋刃旋转锉 23 

   4.3  锥形直刃旋转锉 30

   4.4  球形直刃旋转锉 32

第五章  旋转锉刃磨运动 38

   5.1  圆柱形直刃旋转锉 38

      5.1.1  零度前角时 39 

      5.1.2  正前角时 40

   5.2  圆锥直刃旋转锉 42

   5.3  球形直刃旋转锉 42

   5.4  圆柱形螺旋刃旋转锉 47 

 

   5.5  小锥度圆锥形旋转锉 47

   5.6  大锥度前角可控的螺旋刃旋转锉 49

第六章  仿真 53

   6.1  旋转锉UG仿真 53

   6.2  圆柱形直刃旋转锉 53

   6.3  圆柱形螺旋刃旋转锉 56 

   6.4  其他旋转锉刃磨后仿真示意图 58

第七章  磨削实验 61        

第八章  总结 63

参考文献 64

致    谢 65